2022年普通高中学业水平考试物理模拟测试
一、选择题I(本题共18小题,每小题3分,共54分。每小题列出的四个备选顶中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.“千克”这一基本单位原由国际千克原器来定义。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的,它是一个用铂铱合金制成的圆柱体,高度和直径均为39mm,原型保存在巴黎国际计量局。因受空气污染和氧化等因素影响,国际千克原器的质量出现细微变化,已难以适应现代精密测量要求。因此科学界一直想用一种基于物理常数的定义来取代。2018年11月16日,第26届国际计量大会决定,千克由普朗克常量h及米和秒定义,即1kg=.该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后,国际单位中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上,保证了国际单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是( )
A.普朗克常量h是个无单位的常量
B.普朗克常量h的单位等效于N m s
C.普朗克常量h的单位等效于kg m s﹣2
D.受外界因素的影响普朗克常量h的数值也会发生细微变化
2.2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,成功将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。10月17日,神舟十三号航天员乘组成功开启货物舱舱门,并顺利进入天舟三号货运飞船。据以上信息,下列说法正确的是( )
A.“2021年10月16日0时23分”指的是时间间隔
B.航天员乘坐天舟三号飞船绕地球飞行一圈,路程为零
C.航天员乘坐天舟三号飞船绕地球飞行一圈,位移为零
D.长征二号F遥十三运载火箭上升过程中,翟志刚相对于王亚平是运动的
3.如图是甲、乙两物体均做直线运动的v-t图像,下列表述不正确的是( )
A.甲做匀减速直线运动 B.乙做匀加速直线运动
C.甲和乙的速度方向相反 D.甲的加速度比乙的大
4.下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.两物体间有弹力就一定有摩擦力
C.摩擦力一定阻碍物体的运动
D.两个运动的物体之间可能存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可与物体运动的方向相同
5.为了测量一口枯井的深度,让一小石子从井口自由下落,2s后听到小石子落到井底的声音,重力加速度g=10m/s2,则该枯井的深度约为( )
A.10m B.15m C.20m D.25m
6.如图,两物块P、Q置于水平地面上,其质量分别为m、2m,两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为( )
A. B. C. D.
7.某同学站在电梯内的台秤上,发现台秤的读数比静止时少了5千克。则电梯( )
A.正在向上运动 B.正在向下运动
C.一定向下加速运动 D.可能向上减速运动
8.将一小球以初速度v=3m/s水平抛出,经0.4s落地,g取10m/s2,则小球在这段时间内的水平位移为( )
A.大于3m B.1.2m C.2.4m D.1.8m
9.如图所示,游乐场中旋转飞椅带着游客在匀速旋转,则( )
A.所有游客的线速度相等
B.离转轴越远的游客角速度一定越大
C.离转轴越远的游客向心加速度一定越大
D.离转轴越远的游客需要的向心力一定越大
10.若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体,它们在水平方向运动的距离之比为。已知地球质量约为该行星质量的16倍,地球的半径为R,由此可知,该行星的半径约为( )
A. B.R C. D.
11.如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为2m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,重力加速度为g,不计空气阻力,则小球B下降h时的速度为( )
A. B. C. D.
12.某人在平直公路上仅靠电机驱动电动车以额定功率从静止启动,已知电动车能够达到的最大速度为v,电动车所受的阻力是人和车总重力的。当车速为时,人和车的瞬时加速度为( )(g取10m/s2)
A.0.5m/s2 B.1m/s2 C.1.5m/s2 D.2m/s2
13.静电虽然会有危害,但也可以利用。在电场中,带电粒子受到静电力的作用,向着电极运动,最后会被吸附在电极上,这种利用静电的方式叫静电吸附。下列不属于静电吸附的是 ( )
A.尖端放电 B.静电复印 C.静电除尘 D.静电喷漆
14.某静电场中的电场线分布如图所示,方向未知。带电粒子在该电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N。则( )
A.粒子必定带正电荷
B.该静电场可能是孤立正电荷产生的
C.粒子在M点的加速度可能等于它在N点的加速度
D.粒子在M点的速度小于它在N点的速度
15.电势差是用比值定义法定义的物理量,下列哪个物理量与此物理方法不相同( )
A.电场强度 B.电阻 C.电容 D.电流
16.下列有关电磁波的说法正确的是 ( )
A.伽利略预言了电磁波的存在
B.牛顿首先证实了电磁波的存在
C.手机利用电磁波传递信号
D.不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同
17.如图所示是某导体的 I-U图像,图中α =45°,下列说法正确的是( )
A.该导体的电阻与其两端的电压成正比
B.因I U图象的斜率表示电阻的倒数,故
C.可通过题给条件求出该导体的电阻率
D.在该导体两端加6.0V电压时,每秒通过导体截面的电荷量是3.0 C
18.如图所示,电源电动势E=7V,内阻r=0.5Ω,标有“5V,10W”的灯泡L恰好正常发光,电动机线圈电阻R0=0.5Ω。则电动机输出的机械功率为( )
A.8W B.10W C.20W D.28W
二、实验题
19.(8分)某小组同学用图(a)所示的实验电路测量一电池的电动势E和内阻r。
①图中A、B分别为___________传感器和___________传感器。闭合开关前,滑动变阻器的滑动头P应置于___________端(选填“a”或“b”)。
②闭合开关后,调节滑动变阻器,测得两个电表的多组数据,作出的图像如图(b)所示。根据图像可求出该电池的电动势E = ___________V,内阻r = ___________Ω。(结果均保留2位小数)
20.(8分)某同学利用下列器材做“验证机械能守恒定律”的实验。
A.端带有滑轮和刻度尺的气垫导轨; B.两个光电计时器;
C.安装有挡光片的小车(质量为M); D.拴有细线的托盘和钩码(总质量为m);
E.可以调节高度的平衡支架。
该同学选用上述器材安装实验装置如图甲所示。实验步骤如下:
①在气垫导轨上安装两个光电门A、B,两光电门中心的距离为L,调节气垫导轨的倾角,气垫导轨的倾角为;
②在托盘中放入钩码,让小车沿气垫导轨上滑,光电计时器记录小车上的挡光片通过A、B的时间分别为和;
③将小车、托盘、钩码看作系统,利用测得的数据求得系统重力势能与动能变化的关系。
(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图乙所示,则________。
(2)当地的重力加速度大小为g,在小车从A点运动到B点的过程中,系统减少的重力势能________;该过程中系统增加的动能________。若在误差允许的范围内,系统减少的机械能等于增加的动能,则系统机械能守恒。(均用相关物理量的符号表示)
三、解答题
21.(8分)如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,极板间的距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量的小球从小孔正上方高2d处由静止开始下落,穿过小孔后到达两极板间的中点处速度恰好为零(忽略空气阻力,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:
(1)小球到达小孔处的速度大小;
(2)小球从开始下落运动到最低点的时间;
(3)极板间电场强度大小。
22.(10分)小明进行铅球训练,在距地面高处,将铅球沿水平方向推出,推出时的速度大小。不计空气阻力,取重力加速度,求:
(1)铅球在空中运动的时间t;
(2)铅球在空中运动过程中,飞行的水平距离x。
23.(12分)如图所示,半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB,底端B距水平地面的高度h=1.25m。一个质量m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放,忽略空气的阻力。取g=10m/s2。求:
(1)小滑块运动到B点时,速度的大小;
(2)小滑块运动到圆弧轨道底端B点时,小滑块受到的支持力大小FN;
(3)小滑块落地点与B点的水平距离x。
试卷第页,共页
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参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
ABC.题目中
1kg=
则
h=6.62607015×10-34kg m2s-1
所以h的单位为kg m2s-1;由于力的单位:1N=1kg m s-2,所以普朗克常量h的单位等效于N m s,故B正确,AC错误;
D.普朗克常量不随外界因素发生变化,故D错误。
故选B。
2.C
【解析】
【详解】
A.“2021年10月16日0时23分”指的是时刻,故A错误;
BC.航天员乘坐天舟三号飞船绕地球飞行一圈,初末位置相同,则位移为零,但轨迹长度大于零,路程大于零,故B错误,C正确;
D.长征二号F遥十三运载火箭上升过程中,翟志刚相对于王亚平位置没有发生变化,故翟志刚相对于王亚平是静止的,故D错误。
故选C。
3.C
【解析】
【详解】
AB.由v-t图像可知,甲做匀减速直线运动,乙做匀加速直线运动,故AB正确;
C.由题图知,甲、乙的速度方向均为正方向,速度方向相同,故C错误;
D.由v-t图像图线倾斜程度表示加速度可得,甲的加速度比乙的大,故D正确。
故选C。
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.滑动摩擦力的方向总是与物体间的相对运动方向相反,故A错误;
B.两物体间有弹力不一定有摩擦力,而有摩擦力则一定存在弹力,故B错误;
C.摩擦力一定阻碍物体的相对运动,当摩擦力与运动方向相反时,阻碍物体运动,若两者方向相同,则摩擦力为动力,故C错误;
D.两个运动的物体之间可能存在静摩擦力作用,且静摩擦力的方向可与物体运动的方向相同,例如:随倾斜传送带一起向上运动的物体受到的静摩擦力就与物体的运动方向相同,故D正确。
故选D。
【点睛】
5.C
【解析】
【详解】
根据
该枯井的深度
故选C。
6.C
【解析】
【详解】
设P、Q整体的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
①
设轻绳的张力大小为T,对P根据牛顿第二定律有
②
联立①②解得
③
故选C。
7.D
【解析】
【详解】
由题意可知,该同学失重,则电梯的加速度向下,即可能向下加速或者向上减速运动。
故选D。
8.B
【解析】
【详解】
根据平抛运动在水平方向做匀速直线运动,运用运动学公式得小球在这段时间内的水平位移为
故ACD错误,B正确。
故选B。
9.C
【解析】
【详解】
AB.旋转飞椅带着游客在匀速旋转,则角速度相同,转速相同,由于游客到转轴的距离不同,根据
v=ωr
可知,游客的线速度不同,故AB错误;
C.根据
a=ω2r
可知,离转轴越远的游客向心加速度一定越大,故C正确;
D.根据
F=mω2r
可知,离转轴越远的游客需要的向心力不一定越大,还与游客的质量有关,故D错误。
故选C。
10.A
【解析】
【详解】
在任意一星球表面做平抛运动,竖直方向
水平方向
水平距离之比为,得重力加速度之比为
由天体表面处万有引力近似等于重力,知
又已知地球质量约为该行星质量的16倍,故
即该行星的半径约为。故A正确。
故选A。
11.D
【解析】
【详解】
小球A下降h高度过程,设下气球克服弹簧的弹力做功为,根据动能定理有
小球B下降h高度过程,根据动能定理有
解得
故D正确,ABC错误。
故选D。
12.B
【解析】
【详解】
由题意可知电动车所受的阻力大小为
①
当电动车以最大速度行驶时,电机牵引力与阻力大小相等,则
②
当车速为时,电机牵引力大小为
③
设此时人和车的瞬时加速度为a,根据牛顿第二定律有
④
联立①②③④解得
⑤
故选B。
13.A
【解析】
【详解】
静电复印、静电除尘和静电喷漆都属于静电吸附,尖端放电不属于静电吸附,生活中利用尖端放电的设施是避雷针。
故选A。
14.D
【解析】
【详解】
A.根据轨迹可以确定,粒子受电场力方向向下,但是由于场强方向未知,所以粒子带电性质不能确定,A错误;
B.因为不确定电场的方向,所以无法确定是否为孤立正电荷所产生,B错误;
C.电场线越密集,场强越大,所以N点的场强小于M点的场强,,所以N点的加速度小,C错误;
D.因为由M运动到N,电场力方向沿电场线切线向下,与速度方向夹角小于90度,电场力做正功,所以N点动能大,速度大,D正确。
故选D。
15.B
【解析】
【详解】
ACD.电场强度、电容和电流,都是用比值定义法定义的物理量,故ACD不符合题意;
B.电阻是电阻的决定式,不是用比值定义法定义的物理量,故B符合题意。
故选B。
16.C
【解析】
【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,故A错误;
B.赫兹首先证实了电磁波的存在,故B错误;
C.手机利用电磁波传递信号,故C正确;
D.不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同,都等于真空中的光速,故D错误。
故选C。
17.D
【解析】
【详解】
AB.由欧姆定律可得
故I-U图线的斜率表示电阻的倒数,可知该导体的电阻恒定,不与电压成正比,其阻值为
R=2.0Ω
AB错误;
C.由电阻定律可得
题中已知条件不够,无法求出该导体的电阻率,C错误;
D.在该导体两端加6.0V电压时,通过导体的电流为
每秒通过导体截面的电荷量为
D正确。
故选D。
18.A
【解析】
【详解】
通过电源的总电流为
通过灯泡的电流
通过电动机的电流
IM=I-IL=2A
电动机输出的机械功率为
故选A。
19. 电流 电压 a 1.48 1.29
【解析】
【详解】
①测量一电池的电动势E和内阻r需要测路段电压和电流,电流传感器应串联接入电路,电压传感器应并联接入电路,由电路图可知图中A、B分别为电流传感器和电压传感器。
滑动变阻器采用限流接法,为了保护电路,闭合开关前滑片P置于阻值最大处,由图可知,滑片P应置于a处;
②由闭合电路欧姆定律
可知图像的纵轴截距表示电源电动势为
斜率的绝对值为电源内阻为
20. 16.4
【解析】
【详解】
(1)挡光片的宽度。
(2)在小车从A点运动到B点的过程中,小车增加的重力势能为
托盘与钩码减少的重力势能为
系统减少的重力势能为
小车经过A、B两点时的速度大小分别为
该过程中系统增加的动能为
21.(1);(2);(3)
【解析】
【详解】
(1)小球自由下落过程,据运动学公式可得
解得小球到达小孔处的速度大小为
(2)由位移公式可得
解得自由下落时间为
在电场中减速下落过程有
解得
小球从开始下落运动到最低点的时间为
(3)极板间运动时,据牛顿第二定律可得
其中
联立解得极板间电场强度大小为
22.(1)0.50s;(2)4.0m
【解析】
【详解】
(1)根据
可得铅球在空中运动的时间
(2)铅球在空中运动过程中,飞行的水平距离
23.(1)2m/s;(2)30N;(3)1.0m
【解析】
【详解】
(1)滑块由A运动到B的过程中,根据动能定理有
代入数据可解得
(2)滑块在B点时,所受合力提供滑块做圆周运动所需要的向心力,则有
解得小滑块受到的支持力大小
(3)小滑块离开B点做平抛运动,根据平抛运动规律得
竖直方向有
水平方向有
代入数据可得,小滑块在水平方向的位移即小滑块落地点与B点的水平距离x=1.0m。
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